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책임저자：한 규 섭 110-744 서울시 종로구 연건동 28번지 서울대학교병원 진단검사의학과
항-HNA-1b 항체에 의한 발열성 수혈부작용 1예 - 국내 첫 보고 -
한태희, 김원석1, 한규섭2
인제대학교 의과대학 상계백병원 진단검사의학과, 비뇨기과1, 서울대학교 의과대학 진단검사의학교실2
= Abstract =
The First Case of Febrile Transfusion Reaction Caused by Anti-HNA-1b Antibody in Korea
Tae Hee Han, Won Suk Kim1, Kyou Sup Han2
Departments of Laboratory Medicine and Urology1, Inje University Sanggye Paik Hospital, Seoul;
Department of Laboratory Medicine2, Seoul National University College of Medicine, Seoul, Korea
Febrile nonhemolytic transfusion reaction (FNHTR) is one of the most common adverse reactions to the transfusion of blood products. It is caused by antigen-antibody reactions between patient's plasma and transfused cellular components (or the reverse) or bioactive substances such as cytokines generated by leukocytes during storage of cellular blood components. Most of the antibodies involved in FNHTR are anti-HLA antibodies.
However, platelet-specific antibodies and rarely granulocyte-specific antibodies may be involved in FNHTR, We found a granulocyte antibody from a 53-year-old male with FNHTR for the first time in Korea. Fever developed during transfusion of a unit of packed RBC after partial cystectomy, and subsided after the admi- nstration of acetaminophen. The hemolytic transfusion reaction and sepsis were excluded after investigations.
Mixed passive hemagglutination test revealed that the patient had antibody against human neutrophil antigen-1b (HNA-1b), and granulocyte antigen genotyping showed granulocyte antigen mismatches between the patient (HNA-1a homozygote) and the unit of transfused RBC (HNA-1a/HNA-1b heterozygote). (Korean J Blood Transfusion 16(2) : 240∼245, 2005)
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Key words: Febrile nonhemolytic transfusion reaction, Granulocyte antibody, Anti-HNA-1b
서 론
발열성 수혈부작용은 체온이 상승될 다른 이유 없이 수혈과 관련되어 체온이 1oC 이상 증가되는 것을 말한다. 수혈의 가장 흔한 부작용으로 백혈구 가 제거되지 않은 농축적혈구 수혈의 0.5∼6%에서1) 백혈구가 제거되지 않은 혈소판수혈의 1.7∼31%
에서 발생한다2,3).
발열성 수혈부작용은 주로 수혈 중 발생하지만 수혈 후 4∼6시간 이내 발생할 수 있다. 대부분 양성의 경과를 보이며 중대한 부작용이 발생하지 않는다. 하지만 수혈과 관련된 발열은 용혈성 수 혈부작용, 혈액제제에 의한 패혈증, 급성폐손상 등의 초기 증상일 수 있어 수혈이 중단 혹은 연기 되어야 하며 이들 질환과 감별이 이루어져야 한 다. 발열성 수혈부작용을 진단하기 위해서는 발 열을 일으킬 수 있는 다른 원인들이 모두 배제되 어야 한다4). 발열성 수혈부작용은 주로 환자(혹 은 혈액제제)의 혈청에 존재하는 과립구항체, 림 프구항체 혹은 혈소판항체가 수혈된 혈액(혹은 환자의 혈액)과 반응하며 발생하며5) 수혈된 혈액 에 존재하는 시토카인 등의 생활성물질이 원인이 되기도 한다6,7). 항원 항체반응에 의한 발열성 수 혈부작용은 주로 HLA항체에 의해 발생하며 드 물게 혈소판항체 혹은 과립구항체에 의해 일어날 수 있다. 이 중 과립구항체에 의한 발열성 수혈부 작용이 제일 드물다.
국내에서는 발열성 수혈부작용의 발생 빈도에 대한 연구8)는 있었으나 발열성수혈부작용의 원 인에 대한 연구나 원인이 확인된 증례보고는 아 직 없었다. 저자들은 과립구항체 항-HNA-1b에 의한 발열성수혈부작용을 국내 최초로 혼합수동적 혈구응집법(mixed passive hamagglutination, MPHA) 을 이용하여 확진하였기에 문헌고찰과 함께 보고 하는 바이다.
증 례
53세 남자환자가 혈뇨를 주소로 2005년 5월 비 뇨기과 외래를 방문하였다. 환자는 2003년 2월 표재성 방광암으로 경뇨도적방광종양절제술(tran- surethral resection)을 시행 받았고 추적 관찰 중이 었다. 종양절제술을 시행할 당시 농축적혈구 2단 위를 수혈 받았는데 수혈과 관련된 부작용은 발 생하지 않았다. 내원 후 방광경검사, 요세포검사, 경뇨도적방광종양절제술, 조직검사를 시행하여 침윤성 방광암을 확인하여 방광부분절제술을 시 행하였다. 수술 전 검사에서 환자의 혈색소 9.8 g/dL, 백혈구 11,240/μL, 혈소판 196,000/μL, 혈 액형은 AB형 RhD 음성이었고 항체선별검사는 음성이었다. 수술 중 농축적혈구 2단위가 수혈되 었고 수술 후 3일째 농축적혈구 2단위가 추가로 신청되어 첫번째 농축적혈구 수혈 도중 환자가 오한을 호소하여 수혈이 중단되었다. 당시 환자 의 활력증후는 체온 38.5oC, 호흡수 28/min, 맥박 수 85/min, 혈압 130/85 mmHg이었다. 오한과 발 열은 acetaminophen 500 mg 경구 투여 후 소실되 었다. 발열의 원인을 조사하기 위해 환자혈액과 수혈되던 농축적혈구의 ABO 혈액형검사, RhD 혈액형검사를 다시 시행하였고 교차적합시험도 다시 시행하였으나 이상 소견 발견할 수 없었고, 직접항글로블린검사도 음성이었다. 환자의 혈액 과 농축적혈구에서 세균배양검사를 실시하였지 만 모두 음성으로 발열의 원인을 찾을 수가 없었 다. 이에 저자들은 발열의 다른 원인을 확인하기 위해 환자의 혈청과 수혈혈액에서 얻은 혈청에 대해 혈소판항체검사와 과립구항체검사를 시행 하였다.
Shibata 등9)이 발표한 혼합수동적혈구응집법을 이용하여 혈소판항체검사를 시행하였는데 6명의 O형 공혈자의 혈소판이 부착된 U형 microwell
(Maxisorp Lockwellmodule, Nunc, Roskide, Den- mark)을 항원으로 이용하였고, 음성대조는 수혈 력이 없는 건강한 AB형 남자, 양성대조는 항- HLA항체를 이용하였고 표지세포는 rabbit anti- human Ig이 부착된 면양적혈구를 이용하였다. 과 립구항체검사는 Araki 등10)이 발표한 방법과 동 일하게 혼합수동적혈구응집법을 이용하여 시행 하였다. 과립구항원형이 확인된 6명의 공혈자의 과립구를 U형 microwell (Maxisorp Lockwellmodule, Nunc, Roskide, Denmark)에 부착하여 항원으로 이 용하였고 표지세포는 rabbit F(ab')2 anti-human Ig 이 부착된 면양적혈구를 이용하였다. 음성대조는 수혈력이 없는 건강한 AB형 남자의 혈청을 이용 하였고 양성대조로 항-HNA-1a (NA1), 항-HNA-1b (NA2), 항-HNA-2a (NB1) 항체를 이용하였다. 항 체와 표지세포는 Takahashi 교수(Department of Transfusion Medicine, The University of Tokyo, Tokyo, Japan)에게서 제공받았다. 검사결과 혈소 판항체는 환자와 수혈혈액에서 모두 검출되지 않 았고 환자의 수혈 전후 혈청 모두가 HNA-1b 항 원을 가진 공혈자(공혈자 1, 2, 4, 6) 네명의 과립
구와 반응하여 과립구항체(항HNA-1b항체)가 동 정되었다(Table 1). 환자의 혈청에 항-HLA항체가 동시에 존재하는지 확인하기 위해 6명의 O형 혈 소판들을 이용하여 Helmerhorst 등의 방법11)에 따 라 항-HLA항체 흡착을 시행하였다. 흡착 후에도 과립구항체검사는 차이가 없어 항-HLA항체가 환자의 혈청에 존재하지 않는 것으로 판단하였 다. 환자와 수혈혈액 간에 과립구항원 부적합성 이 존재하는지 확인하기 위해 수혈 전 환자의 혈 액과 수혈혈액에서 과립구항원 유전자검사를 실 시하였다. QIAamp DNA Blood Mini kit (Qiagen GmbH, Hilden, Germany)를 이용하여 DNA를 추 출하였고 Bux 등12)이 사용한 중합효소연쇄반응 을 이용하여 HNA-1a와 HNA-1b항원 유전자검사 를 실시하였다. 환자는 HNA-1a항원만 가지고 있 었고 수혈혈액에는 HNA-1a와 HNA-1b항원 모두 존재하였다(Fig. 1). 결론적으로 환자 혈청의 항 HNA-1b항체가 수혈혈액에 존재하는 과립구의 HNA-1b항원에 결합하여 발열성수혈부작용을 일 으킨 것으로 판단하였다.
Table 1. Serological analysis of granulocyte antibody against six granulocyte panels using mixed passive hemagglutination assay
HNA system Untreated sera Adsorbed sera
Panels ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ
1a 1b 2a 4a 5a NC PC SP1 SP2 SRBC NC PC SP1 SP2
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G1 + + + + + - + + + - - + + +
G2 + + - + + - + + + - - + + +
G3 + - + + + - + - - - - + - -
G4 - + + + + - + + + - - + + +
G5 + - + + + - + - - - - + - -
G6 - + - + + - + + + - - + + +
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고 찰
발열성 수혈부작용은 생활성물질과 항원항체 반응의 두 가지 병인으로 설명할 수 있다13,14). 생 활성물질에 의한 발열은 저장 혈액 속의 백혈구 가 시토카인 등을 분비하고 이 물질들이 수혈되 어 발열을 일으키는 경우로 혈소판 수혈시 발생 하는 발열성 수혈부작용에서 흔히 관찰된다2,7). 1∼2일이 경과한 혈소판보다 3∼5일이 경과한 혈 소판 수혈시 발열성 수혈부작용이 흔한 것도 혈 소판제제 속의 시토카인으로 설명할 수 있다2). 항원항체반응은 발열성 수혈부작용의 고전적인 병인으로 주로 환자 혈장의 항-HLA항체와 공혈 자의 백혈구나 혈소판에 존재하는 HLA항원의
결합에 의해 항원항체 결합체가 만들어지고 여기 에 보체가 결합하고 내인발열원(endogenous pyro- gen)이 분비되어 발생한다14). 드물지만 이런 항원 항체 반응이 역으로 발생하여 발열성수혈부작용 을 일으킬 수 있다. Decary 등15) 혹은 de Rie 등5) 의 보고에 의하면 발열성 수혈부작용이 발생한 환자의 64∼78%에서 항체가 검출되는데, de Rie 등5)은 이 중 대부분이 항-HLA항체이고 혈소판특 이항체가 20%, 과립구특이항체가 10%에서 발견 된다고 보고하였다.
과립구항원은 1999년 Bux 등16)에 의해 human neutrophil antigens (HNA) system으로 분류되었는 데 다섯 개의 당단백으로(HNA1-5) 대별되었고 모두 7개의 항원이(HNA-1a, -1b, -1c, -2a, -3a, -4a, -5a) 이 분류체계에 포함되었다. 이들 과립구항원 에 결합하는 과립구항체 중 항-HNA-1a항체, 항 -HNA-1b항체, 항-HNA-2a항체, 항-HNA-3a항체가 발열성수혈부작용을 일으키며17) 이 중에서 항- HNA-1a항체, 항-HNA-1b항체가 비교적 많이 검 출된다18). 과립구항원 HNA-1a와 HNA-1b은 Fcγ IIIb에 존재하며 이 항원은 염색체 1번에 존재하 는 FCGR3B*1와 FCGR3B*2 대립유전자에 의해
코딩된다17,19). 이 대립유전자는 인종별로 빈도에
차이가 있는데 백인에서 HNA-1a와 HNA-1b의 유 전자 빈도는17) 0.35와 0.65, 중국인20)에서 0.69와 0.31, 일본인21)에서 0.65와 0.35, 그리고 한국인22) 에서 0.52와 0.48로 알려져 있다. 백인의 HNA-1a 와 HNA-1b항원의 유전자빈도는 백인에서 항- HNA-1a항체가 항-HNA-1b항체보다 더 많이 검출 되는 소견18)과 일치한다. 아직 발표된 자료는 없 지만 백인보다 HNA-1a의 유전자빈도가 높은 중 국인과 일본인에서는 항-HNA-1b항체가 항-HNA- 1a항체보다 더 자주 발견될 것으로 판단되며 한 국인에서도 항-HNA-1b항체가 서양인보다 높은 빈도로 검출될 것으로 예상된다.
Fig. 1. HNA-1a and HNA-1b genotyping by poly- merase chain reaction-sequence specific primers (PCR-SSP). Lane 3 shows a DNA ladder marker (Bioneer, Daejeon, Korea).
The amplification products (439 bp) of the internal control (the HGH gene) is present in every lane. The genotype can be deduced from the presence of amplification products that are specific for HNA-1a (FCGR3B*1, 141 bp) and HNA-1b (FCGR3B*2, 219 bp).
The patient had HNA-1a only but the donor (transfused packed RBC) had both HNA-1a and HNA-1b.
141 bp (HNA 1a)- 439 bp (HGH) 219 bp (HNA 1b)-
1a 1b 1a 1b
Patient Donor
1 2 3 4 5
과립구항체는 발열성수혈부작용 이외에도 급 성폐손상(transfusion-related acute lung injury), 신생 아동종면역성중성구감소증(neonatal alloimmnue neu- tropenia), 자가면역성중성구감소증(autoimmune neu- tropenia of childhood), 그리고 과립구수혈불응증 (refactoriness to granulocyte transfusion)의 원인으 로 알려져 있다17,18). 이들 질환의 진단에는 과립 구항원검사와 항체검사가 필요하다. 하지만 과립 구항체검사는 표준화가 어렵고 검사가 까다로와 이들 질환과 관련된 연구가 늦게 시작되었다. 최 근 저자들은 Araki 등10)이 발표한 혼합수동적혈 구응집법을 이용하여 과립구항체검사를 국내에 서도 실시하게 되었고 과립구항원형이 확인된 공 혈자들도 확보하여 안정적으로 과립구항체검사 를 시행할 수 있게 되었다.
결론적으로 저자들은 혼합수동적혈구응집법 을 이용하여 항원항체반응에 의한 발열성 수혈부 작용 중 발생빈도가 제일 낮다고 알려진 과립구 항체에 의한 발열성수혈부작용을 국내 최초로 확 인할 수 있었고 이 방법이 이후 과립구항체와 관 련된 여러 질환들의 진단에 유용하게 이용될 것 으로 판단하였다.
요 약
발열성 수혈부작용은 흔히 발생하는 수혈부작 용이다. 발열성 수혈부작용은 환자와 수혈된 혈 액간의 항원항체반응에 의해 혹은 혈액 저장 중 생성된 생활성물질에 의해 일어날 수 있다. 항원 항체반응에 의한 발열성 수혈부작용은 대부분 HLA항체 때문에 발생하지만 혈소판특이항체 혹 은 과립구특이항체에 의해서도 발생할 수 있다.
이 중 과립구특이항체에 의한 발열성 수혈부작용 이 제일 드물다. 저자들은 국내에서 처음으로 53 세 남자환자에서 과립구항체에 의한 발열성 수혈
부작용을 경험하여 이를 보고한다. 환자는 부분 방광절제술 후 농축적혈구 수혈 중 발열이 발생 하였고 발열은 해열제 사용 후 소실되었다. 여러 검사로 용혈성수혈부작용과 수혈에 의한 패혈증 은 배제되었다. 혼합수동적혈구응집법으로 과립 구항원 HNA-1b에 대한 항체가 확인되었고 과립 구항원 유전형 검사에서 환자(HNA-1a 동형접합 체)와 수혈된 농축적혈구(HNA-1a/HNA-1b 이형 접합체) 간에 과립구항원 부적합 소견이 있음을 확인할 수 있었다.
감 사
표지세포와 혈청을 제공해주신 동경대 수혈의 학부 Takahashi 교수님께 감사드립니다.
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